孤网高频问题的分析与控制策略研究

孤网高频事故对电网与发电机组安全运行会造成很大威胁,为了进行孤网高频问题分析,根据某孤网故障地区机组实际发电情况,构建了以锅炉、汽机、协调控制系统、数字电液调节系统和超速保护控制系统为基础的详细的孤网运行与控制仿真平台。通过仿真,较准确地再现了此地区孤网故障的整个过程;并得出了孤网高频失稳的原因,即一次调频限幅和OPC定值设置不当,以及功率控制环节与OPC动作冲突。在此基础上提出了基于广域测量数据的机网协调控制策略,该策略能使机组的功率指令跟随电网负荷变化,利于频率稳定。通过仿真验证了此控制策略能大幅提高孤网运行的稳定性。     

地区电网火电机组超速保护定值深化研究

地区电网孤网运行时的频率控制是维持系统稳定的重要方面,当孤网系统转动惯量小,仅依靠高周切机、低频减载等措施可能无法满足系统频率要求,还会造成火电机组OPC保护频繁动作,系统频率振荡。针对新疆石河子电网孤网后的高频问题,通过OPC各项参数的深化研究(包括OPC保护动作频率值、动作时延、关闭时间间隔以及高压阀门关闭与否等参数)、不同机组间OPC协调配合研究以及OPC与高频切机协调配合研究等,提出一整套OPC保护定值配置原则,以避免或减少孤网运行时的系统频率振荡。     

计及火电机组OPC保护模型的电力系统机电动态仿真分析

首先论证了电力系统机电暂态仿真程序中考虑火电机组OPC保护模型的必要性。通过对东北典型火电机组超速保护OPC动作特性的实际调研,在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建了OPC保护相应的数学模型,并通过东北电网典型事故实际仿真对比验证了模型的正确性。最后,结合东北电网实际的频率稳定问题案例对火电机组OPC机网协调管理提出了相应的建议和整改措施。针对具有较大孤网风险的局部地区电网,建议采取调整火电机组OPC保护动作定值、优化OPC保护在系统频率上升和下降阶段的控制策略等措施,以提高其孤网运行成功的概率。     

单元机组控制策略对电网频率影响分析

探讨发电厂侧单元机组一次调频、OPC参数设置对孤网运行时电网频率稳定性的影响。通过对一起铝电网孤网运行时因低频造成的垮网事故进行分析,发现事故原因与单元机组一次调频限值设置不当,OPC控制策略设置考虑不周全等因素有关,并提出了改善措施。对单元机组一次调频、OPC控制策略等进行改善后,可有效提高孤网运行时电网频率稳定性。     

孤网频率稳定控制综述

分析了孤网频率特性,提出了适合孤网频率控制的调速器、水轮机、汽轮机、负荷、OPC模型和控制方法;阐述了HVDC的辅助调频和一次调频的协调,探讨了在事故状态下对孤网运行的高频切机与低频减载措施和相互间的协调;另外,给出了各频率的分层分散协调控制措施,使其能够最大限度地抑制事故状态下孤网的异常动态频率行为。     

含高渗透率风电的孤网频率动态特性研究

大规模风电集中并网后,风电近区系统的频率动态稳定性将面临严峻挑战。以实际电网为例,以现有频率保护配置方案为基础,仿真模拟了风电近区电网孤网运行时风电机组、常规机组、核电机组高频保护装置的动作情况。分析了各类机组在暂态过程中的差异,深入研究了近区孤网的频率动态特性,并提出了适用于风核联合运行工况下的孤网高频保护优化配置方案。该研究成果对大规模风电集中并网近区各类机组频率保护定值的整定具有重要的参考价值。     

孤网频率稳定与控制策略研究

孤网稳定运行是防止电网大面积停电的最后一道防线。由于孤网运行方式与大型互联电网不同,研究孤网频率稳定与控制,对保障电力系统安全、可靠运行具有重要意义。简单介绍了孤网频率动态特性,分别对水轮机、汽轮机、锅炉的控制方式进行论述,分析了一次调频、OPC、高频切机、低频减载、二次调频对孤网频率稳定的作用。较全面地总结了近年来国内外孤网运行安全稳定控制研究现状及存在的问题和不足,并在此基础上对该领域今后的研究方向作了展望。     

贵州主网及其地区电网孤网运行的安全稳定控制

首先分析了汽轮机超速保护控制(over-speed protection control,OPC)的动作逻辑及其对系统安全稳定的影响机理,从保证汽轮机设备安全和电力系统稳定运行的角度提出了OPC逻辑调整的建议;然后针对贵州主网及其地区电网孤网运行可能出现的高频问题,提出了发电机高频切机与汽轮机OPC协调配合的保护方案,给出了防止地区及大型送端电网解列后高频运行的3层次安全稳定控制措施。文章提出的思路和方法可为我国电网安全稳定措施的配置提供借鉴。     

大规模风电并网对孤网频率稳定性影响的研究

随着风电大规模接入电网,风电对电网的影响越来明显.针对风电场的出力特性,以及风电场并入电网带来的安全稳定控制装置的配合问题,采用PSASP程序对新疆阿勒泰地区电网进行仿真分析,综合考虑风电出力特性和地区负荷特性对地区电网孤网运行暂态过程和安全稳定控制装置动作的影响,通过对比分析在不同风速和不同负荷情况下各种安全稳定控制装置的配合动作对孤网频率稳定性的影响.结果表明大规模风电接入电网后,风电出力特性和地区负荷特性共同影响安全稳定控制装置的配合以及孤网频率稳定性.对含大规模风电接入的电网的安全、稳定运行具有重要的参考价值.     

功率负荷不平衡下变频率OPC控制

基于电网频率动态特性来整定发电机组超速保护控制(OPC)定值进行机网协调是目前关注的热点,多数解决方案是局部地区不同机组采用不同OPC定值.文中另辟蹊径以珠海电厂700 MW机组为实例,详细分析了该机组可适应不同电网频率改变汽轮机OPC动作设定值的控制方式,即功率负荷不平衡在0%～30%区间采用定值OPC控制,30%～...     

汽轮机涉网模型参数不确定性的频域分析研究

汽轮机涉网模型的参数存在着不确定性,对于不同频率的电网扰动,同一参数的不确定性对该频段的影响不同。从频域的角度,在电力系统低频振荡的频段范围内,分析包括蒸汽容积时间常数,再热容积时间常数,回热器惯性时间常数,不等率,主蒸汽压力等的汽轮机涉网特性参数对电网稳定性的影响。     

高压缸启动机组甩负荷工况下OPC功能研究

阐述高压缸启动汽轮发电机组超速保护控制(OPC)功能及特点,对机组甩负荷工况下OPC功能进行分析,针对机组甩负荷后OPC频繁动作难以有效抑制汽轮机转速飞升,DEH系统难以快速维持转速稳定的问题,通过优化运行方式、改进控制逻辑、合理设置延时、增加保护条件等具体措施,有效减少了OPC动作次数,保证了机组和电网运行安全。     

考虑锅炉影响的单再热式汽轮机仿真模型

建立精确的汽轮机模型对提高机组和电网稳定性有重要意义。考虑锅炉对汽轮机主蒸汽压力的影响,将锅炉的线性化增量模型加入汽轮机模型中,建立了单再热式汽轮机的改进模型。仿真及实测表明,改进模型和现有模型相比,在主蒸汽压力、电磁功率和功角等方面更符合实际情况,能更好地应用于电力系统稳定性分析。     

大容量风电场接入后电网电压稳定性的计算分析与控制策略

由于风电场容量较大,并位于电网末端,可能会对电网的电压稳定性产生较大的影响。为保证风电场投入后的安全,按大干扰下风功率的转换特性及异步发电机的运行特性建立了风电场与相关电网的数学模型,计算了风电场与相关电网发生短路故障后的电压稳定性。通过数值仿真计算,揭示了风电场接入导致电网电压稳定性被破坏的机理,指出机组转速是影响风力机和异步发电机这两个能量转换器工作特性的关键参数,控制风电场内风机的速度增量是保持大容量风电场接入后电压稳定性的关键,靠近故障点的风电单元容量、故障点位置和故障持续时间是影响短路后电压稳定性的主要因素,并提出了大容量风电场接入后保证电网电压稳定性的策略与措施。     

汽轮机阀门流量特性对电力系统的影响及其控制策略

汽轮机阀门流量特性是影响电力系统稳定性的重要因素,通过建立电网汽轮机及其调速系统、发电机、励磁系统的数学模型,研究了汽轮机调节阀门流量特性对电网安全稳定性的影响机制。数学分析和仿真结果表明,当汽轮机阀门流量特性不佳时,会引起原动机有功功率的周期性波动。针对此现象,提出了调整后的汽轮机调速系统控制策略,该策略能够抑制功率控制方式下的比例—积分—微分控制器的过度调节,有效增加系统阻尼,抑制原动机的功率波动。     

汽轮机组参与电力系统低频振荡的机理与抑制措施

汽轮机组与电力系统低频振荡密切相关。从汽轮机组角度介绍了电力系统低频振荡的分类、机理以及定位方法,从优化控制逻辑、严格试验测试以及迅速正确操作等三个方面,给出了从发电厂侧抑制电力系统低频振荡的具体措施,包括优化控制逻辑,严格试验测试等,建议要重视网源协调工作,提高电网安全稳定运行水平。